SU752311A1 - Генератор случайных процессов - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к аналоговой вычислительной технике и предназначено дл  моделировани  случайных процессов по заданной двумерной плотности веро тности .

Известно устройство дл  моделировани  случайных процессов, содержащее источник случайного сигнала, блок сравнени , логические элементы ij.

Однако это устройство имеет недостаточную точность задани  случайных процессов , так как одномерна  функци  распределени  и их коррел ционна  функци  не  вл ютс  исчерпывающими характеристиками случайных процессов, в нем отсутствует регулирование функции распределени , в устройстве происходит моделирование лишь одномерных функций распределени ,

- 1элижайшим по технической сущности  вл етс  генератор случайных процессов, содержащий датчик случайных величин с равномерным расгфеделением, источник шумового сигнс.ла, сумматоры, на вторые

входы которых поданы регулируемые опорные напр жени , формирователь одномерной функции распределени  (нелинейный функциональный преобразователь типа политрон),ЭЛТ с блоком развертки и двухпоаиционный переключатель, причем двухпозиционный переключатель включен между источником шумового сигнала и входе одного усилител , ко второму полюсу двухпозиционного переключател  подключен выход генератора развертки, а выход соответствующего сумматора соединен с модул тором электроннолучевой трубки 2.

Недостатком данного устройства  вл етс  мала  точность задани  случайного процесса, так как одномерна  функци  распределен11  не 5шл етс  его полной характеристикой.

Цель устройства - повышение точнос-- ти моделировани  случайного процесса за счет задани  ему не одномерной, а двумерной функции распределени .

Указанна  цель достигаетс  тем, что в генератор случайных процессов, содер-

ащий источник опорного напр жени , лок регистрации, датчик случайного сигала , выход которого подключен к инфорационному входу первого ключа и перво«« у входу блока сравненн , а пе|эвый вход атчика слршйного сигнала объединен с ервым входом первого ключа и подшио- ен к выходу блока сравнени , выход пер ого ключа соединен со входом блока разертки , введены счетчик, элемент пам - Q ти, второй ключ, блок пам ти н функци-, ональный преобразователь, входы кото рого соединены соответственно с выходами блока пам ти, элемента пам ти и блока развертки, выход которого соеди- j нен также с первым входом счетчика, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напр жени , выход функционального преобразовател  соединен со вторым входом блока сравне- JQ ни , выход которого соединен с первым входом блока пам ти и первым управл ющим входом второго ключа, второй управл ю1аий вход которого соединен со вторым входом блока пам ти, со вторым 25 входом датчика случайных сигналов, со вторым управл ющим входом первого клю« ча и подключен к первому выходу счетчика , второй выход которого подключен к третьему входу датчика случайных сиг- IQ налов, третьему управл ющему входу пер вого ключа и третьим входам второго ключа блока пам ти, четвертый вход которого соединен со входом блока регистра дни и подключен к выходу второго клю 35 ча, четвертый вход которого подключен к выходу элемента пам ти, вход которого соединен с выходом первого ключа.

На чертеже представлена блок-схема генератора, содержаща  датчик 1 слу- Q чайных сигналов, соединенный с первым входом блока 2 сравнени  а через ключ 3 с последовательно соединенными элементом пам ти 4, ключом 5 и блоком 6, пам ти при этом к выходу ключа 5 под- 45 ключен блок 7 регистрации, и с блоком 8 развертки, выход которого соединен с первым входом функционального преобразОч вател  9, ко второму входу которого подключен выход элемента пам ти 4, а к третьему - выход блока пам ти. Выход блока 8 развертки подключен также к первому входу счетчика 10, ко второму входу которого подключен выход источ ника 11 опорного напр жени , счетчик jj 10 предназначен дл  фиксации смены уровней ступенек напр жени  блока 8 развертки, что достигаетс  по влением сигнала на первом выходе и фиксации

уровн  последней ступеньки сравнени  с посто нным уровнем источника 11 опорного напр жени , что достигаетс  по влением сигнала сброса на втором выходе счетчика 10. Первый выход счетчика 10 соединен с первыми управл ющими входами блока 6 пам ти , ключей 5 и 3 и датчика случайных сигналов 1, а второй выход - со вторыми управл ющими входами ключей 3 и 5, управл ющим входом датчика 1 случаШ гых сигналов и со BTOpiiiM управл ющим входом блока 6 пам ти. Функциональный преобразователь 9 предназначен дл  моделировани  заданной двумерной плотности W {х х Д) Моделируемого случайного процесса х (i ) (здесь две переменные Х, Х2 - fj значени  процесса в любых двух сечени х , а параметр 1 - величина интервала между двум -сечени ми процесса). Выход функционального преобразовател  9 подключен ко второму входу блока 2 сравнени , который предназначен дл  сравнени ; больше ли напр жение первого входа, чем напр жение второго входа, и если больще выдаетс  сигнал, который с выхода блока 2 сравнени  подаетс  на второй управл ющий вход ключей 3 и 5, блока 6 пам ти и управл ющий вход датчика 1 случайных равномерных уровней.

Работает устройство следующим образом .

Генерируютс  последовательность значений стационарного случайного процесса У (i), х (i), . . . ,x(tj, ) . . . по заданной двумерной плотности веро тности W (Xj , Xj .t )г где х ,Y| -значение процесса в любых сечени х tj и t н1 - интервал между ними (t -t )i использу  метод статистических испытаний .

В качестве очередного значени  случайного процесса Х-, xfij) выбираетс  тот член имеющейс  выборки равномерного случайного числа, дл  которого выполн ютс  неравенства

гк(ГЧ.),;(1)

;гдё :. - интервал между i-ым и сечени ми (предполагаетс 

конечность этого интервала); - промоделированные значени 

генерируемого случайного процесса;

Claims (2)

1. - часть выборки равномерного случайного числа ( К-1,2,...1 Работает устройство следующим зом. Предварительно значение двумерной плотности веро тности W (х;, Х .f ) завис щей от параметра , выставл етс  на функциональном преобразователе 9, имеющем три входа: первый дл  параметра Z , второй - дл  аргумента . X , и третий - дл  аргумента X j и один выход дл  значени  функции плотности веро тности W (xj , х ,) Первоначальное положение ключа 3 замыкает цепь датчика 1 случайных сигналов - блокоразвертки 8, ключ 5 размыкает цепь элемент 4 пам ти блок 6 пам ти. Запуска  датчик 1 случайных равномерных сигналов получим на выходе его первый-член равномерной случайной выборки напр жени  X j , который поступает на первый вход блока 2 сравнени  и согласно первоначальному положению ключа 3 на вход элемента 4 пам ти и блока 8 развертки. С выхода элемента 4 пам ти напр жение X j поступит на второй вход функционального преобразовател  9, а с выхода блока развертки 8 будет сниматьс . напр жение, пропорциональное значению параметра двумер ной плотности веро тности W ( Xj ,44 i ), и поступать на первый вход преобр овател  9, на третьем входе которого будет нулевое напр жение согласно первоначальному положению ключа 5. С выхода функционального преобразовател  последовательно снимаютс  напр жени , пропорциональные значению дву мерной плотности веро тности в точках (0,Х, ,t, )/(0 ,Х,,С2), . . . , (OtX,2moiK) и поступают на второй , вход блока 2 сравнени . Одновременно счетчиком 1О фиксируютс  смены ступенек напр жений блока 8 развертки и после каждой смены по вл етс  сигнал на первом выходе, который поступа  на первый управл ющий вход ключа 3, разм кает цепь датчик 1 случайных равномер ных сигналов - блок 8 развертки и, по . ступа  на управл ющий вход датчика 1 случайных равномерных сигналов, обеспечивает по вление на его выходе случайных равномерных сигналов x-J . imax , которые поочередно поступают на первый вход блока 2 сравнени . Таким образом, в блоке 2 сравнени  будет сравниватьс  система неравенств (,Xi,), (2) противоположных неравенствам (l). Есл iXOTb одно из этих неравенств выполнено, то Х( отбрасываетс  как непригодный член дл  моделируемого случайного процессд , тогда с выхода блока сравнени  поступает сигнал на управл ющий вход датчика 1 случайных равномерных сигналов , обеспечива  выдачу нового случайного уровн  Ха и на второй управл ющий вход ключа 3, замыка  , его и тем самым обеспечива  прохождение напр жени  Xg через элемент 4 пам ти на второй вход преобразоватзл  9, и кроме того, на вход блока 8 развертки, начинающего генерировать ступеньки напр жений, пропорциональных значени м параметра с и поступающих на первый вход преобразовател  9. Если же ни одно из системы неравенств (2) не выполн етс , то Xt принимаетс  в качестве первого члена моделируемого случайного процесса, на втором выходе счетчика 10 по вл етс  сиг нал, который, поступа  на второй управл ющий вход ключа 5, замыкает его и сигнал из элемента 4 пам ти поступает на вход блока 6 пам ти и блока 7 регистрации . Блок 6 пам ти состоит из П  чеек. Кроме того, сигнал со второго выхода счетчика 1О поступает на управл ющий вход датчика 1 случайных равноь мерных сигналов. Устройство, уже прогенерировавшее П членом моделируемого случайного процесса и выбирающего П +1 член с выь хода датчика 1 случайных равномерных сигналов,работает следующим образом. Напр жение через ключ 3 и элемент пам ти 4 поступает на второй вход преобразовател  9. Кроме того, напр жение X , поступа  на вход блока развертки 8, запускает его, и с выхода последнего на первый вход функционального преобразовател  поступает.напр жение , пропорциональное параметру , это же напр жение поступает на вход , счетчика Ю. Счетчик 10, фиксиру  смену ступенек напр жени  блока 8 развертки , выдает сигналы с первого выхода, которые, поступа  на первый вход ключа 3, размыкает цепь датчика 1 слз чайных равномерных сигналов -элемент пам ти 4, поступа  на управл ющий вход датчика случайных равномерных сигналов 1, обеспечивают по вление на входе блока сравнени  напр жений, пропорциональных XVi J , XI2 П нак«жвц. поступа  на управл ющий вход блока б пам ти, соединенного с третьим входом функционального преобразовател  9, обеспечивает по вление на нем напр жений, пропорциональных X - ц . Сброс блока пам ти осуществл етс  через второй управл ющий вход по сиг™ налу с выхода блока 2 сравнени , или со второго выхода счетчика 10. Таким образом, с выхода преобразо- вател  9 снимаютс  напр жени , пропор циональные w(xj-l,,XJ.гi),w(x,л, w(x;,,Vi,Jnl, I которые, поступа  на второй вход блока 2 сравнени , сравниваютс  с равномерными напр жени ми х.-г, ХС 2 соответственно. Если хоть одно из неравенств (2) выполн етс . испытуемое X j отбрасываетс , что достигаетс  тем, что с выхода блока 2 сравнени  сигнал поступает на управл ющий вход датчика 1 случайных равномерных сигналов и второй управл ющий вход ключа 3, замы кающего цепь датчика 1 - элемент пам ти 4 и далее описанный цикл повтор етс  дл  нового испытуемого X j . Если же ни одно из неравенств (2) не выполн етс , сигнал с второго выхода счетчика 10 поступает на второй управл ющий вход ключа 5, цепь элемент пам ти . 4 блок 7 регистрации замыкаетс , и напр жение X j регистрируетс  Споком 7 ре гистрац и как (П-Ь1)ый член модели™ руемого случайного процесса. Кроме , X записываетс  в блок пам ти, а Сигнал со второго выхода счетчика 10 поступает на управл ющий вход датчика 1 случайных равномерных сигналов, кото рый выдает новое напр жение. Устройство провер ет описанным способом, может ЛИГ это напр жение быть прин то (п-ь2)ым членом моделируемого случайного процес са. Таким образом, предлагаемое устройство дает возможность моделировать слу чайные процессы с любой заданной двумерной хфункцией распределени , в то, врем  как существующие генераторы моделируют случайные процессы по одно- мерным ф}пнкци5гм распределени  либо по одномерным и кoDDeл циoнньпv функци м. Формула изобретени  Генератор случайных процессов, содержащий источник опорного напр жени , блок регистрации, датчик случайного сигнала , выход которого подключен к информационномз входу первого ключа и первому входу блока сравнени , а первый вход датчика случайного сигнала объединен с первым управл ющим входом первого ключа и подключен к выходу блока j сравнени , выход первого ключа соединен со входом блока развертки, отличающийс  тем, чго, с целью повыщени  точности генератора, он содержит счетчик, элемент пам ти , втооой ключ, блок пам ти и фуншдиональшый преобразователь , входы которого соединены соответственно с выходами бло- ка пам ти,, элемента пам ти и блока развертки , выход которого соединен также с первым входом счетчика, второй вход которого соединен с выходом источника опорного напр жени , выход функционального преобразовател  соедт1ен со вторым входом блока сравнени , выход которого соединен с первым входом блока пам ти .и первым управл ющим входом второго ключа, второй управл ющий вход которого объединен со вторьп входом блока пам ти со вторым входом датчика случайных сигналов со вторым управл ющим входом первого ключа и подключен к первому выходу счетчика, второй выход которого подключен к третьему входу дат чика случайных сигналов, третьему управ л ющему входу первого ключа, третьему управл ющему входу второго ключа блока пам ти, четвертый вход которого объединен со входом блока регистрации к подключен к выходу второго ключа, информационный вход которого подключен к выходу элемента пам ти, вход которого соединен с выходом первого ключа. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР bfe 42942О, кл. Q 06 F 1/О2, 1972.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 422063, кл. Q 06 F 1/02, 1972 (прототип).